專利名稱：一種高效低排放的甲醇發動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發動機，特別是以甲醇為燃料的發動機。
背景技術：
目前使用汽油和柴油的石油基燃料的汽車越來越多，而石油資源已經日益枯竭， 為了應對日益嚴重的石油能源危機，各國都在積極發展替代燃料，我國能源結構的特 點是富煤、少氣、貧油，因此發展煤基燃料是符合我國的能源戰略。甲醇作為一種煤 基燃料，存在熱值低、冷啟動差及燃燒不充分導致非常規排放高的問題。專利號為 200420029911.9和200620127767.1的專利公開的以甲醇為燃料的發動機的冷起動裝 置，通過在發動機要冷起動時，先將甲醇燃料預熱的方式，解決了甲醇冷啟動差的問 題，但是甲醇熱值低及非常規排放高的問題還沒有解決，這使得目前的甲醇發動機還 不適于大規模推廣使用。
發明內容
本發明的目的是提出一種高效低排放的甲醇發動機。
本發明的高效低排放的甲醇發動機，包括內部設置有活塞的氣缸體和蓋在氣缸體 上的氣缸蓋，所述氣缸蓋上設置有火花塞及連接進氣管的進氣門和連接排氣管的排氣 門，特別是所述活塞頭部的表面設置有成分為用于重整甲醇的催化劑的涂層。
所述用于重整甲醇的催化劑可以為銅鋅鎳合金，其中銅鋅鎳合金中銅、鋅、鎳三
種成分的摩爾比最好為5: 4: 1。
所述用于重整甲醇的催化劑也可以為含微量鈀的氧化鋅。
所述用于重整甲醇的催化劑還可以為氧化銅、氧化鋅和氧化鉻三者的混合物。 上述用于重整甲醇的催化劑具有使用壽命長、轉化率高、反應壓力及溫度適合發 動機使用的特點。
所述活塞頭部表面設置有凸出的條狀或柱狀結構，這樣可以加大催化劑涂層與甲 醇燃料的接觸面積，達到更好的催化裂解效果。
該甲醇發動機最好設置有利用汽油燃料啟動的裝置或者甲醇預熱裝置，以幫助發
動機實現冷啟動。其中利用汽油燃料啟動的裝置已經在專利號為200420093210.1和 200710023317.7的專利文件中公開，甲醇預熱裝置已經在專利號為200420029911.9、 200620127767.1和00253645.5的專利文件中公開，此處不再贅述。本發明的甲醇發動機啟動后，在進氣工況時，甲醇燃料混合氣被吸入氣缸，在高 溫的氣缸壁及廢氣的加熱下，混合氣在進氣工況結束時，溫度己升高到380K，此時 液體的甲醇混合氣已成為甲醇蒸汽；發動機在壓縮工況時，氣缸內的壓力和溫度迅速 升高，氣缸內的溫度在點火前可以升至750K，在活塞頭部表面設置的成分為用于重 整甲醇的催化劑的涂層的作用下，部分甲醇蒸汽裂解成一氧化碳和氫氣(化學反應式 為CH30H—2H2+CO);然后發動機通過火花塞點燃一氧化碳、氫氣以及甲醇蒸汽等 組成的混合氣體，進行膨脹做功，發動機一個裂解工況結束，然后循環往復。上述甲 醇燃料通過充分利用氣缸內的預熱、氣壓并在催化劑的作用下，裂解成一氧化碳和氫 氣，無需額外增加投入。根據燃料的熱值計算， 一氧化碳和氫氣燃燒的熱值比甲醇燃 料要高20%左右，因此本發明的發動機的效率更高，同時因為一氧化碳、氫氣能夠充 分燃燒，所以排放出的氣體中所含常規及非常規的污染物比現有的甲醇發動機要大大 的降低，對環境的保護也將十分有利。
本發明的高效低排放的甲醇發動機結構簡單，成本低，同時相比于現有的甲醇發 動機，效率更高，且排放性能好，適合石油能源日益枯竭的今天推廣使用。
圖1是實施例1的發動機的結構原理圖。
具體實施例方式
下面根據附圖來詳細說明實施例。
實施例1:
本實施例的高效低排放的甲醇發動機，包括內部設置有活塞8的氣缸體1和蓋在 氣缸體1上的氣缸蓋2，所述氣缸蓋2上設置有火花塞3及連接進氣管4的進氣門7 和連接排氣管5的排氣門6，所述進氣管4處設置有甲醇預熱裝置9，特別是所述活 塞8頭部的表面設置有成分為用于重整甲醇的催化劑的涂層。
所述用于重整甲醇的催化劑為銅鋅鎳合金，經試驗證實，當銅鋅鎳合金中銅、鋅、 鎳三種成分的摩爾比為5: 4: l時，催化的效果最好。
所述活塞8的頭部表面為凸出的條狀，這樣可以加大催化劑涂層與甲醇燃料的接 觸面積，達到更好的催化裂解效果。
所述進氣門7和排氣門6為X45CrSi9-3合金鋼的耐醇材料制成，這樣可以減少 甲醇燃料對發動機內部的侵蝕，延長發動機的使用壽命。所述進氣管4處設置有甲醇預熱裝置9，在啟動時，甲醇預熱裝置9對甲醇混合 氣體進行預熱，提高了進氣溫度，使甲醇燃料的蒸發量增加，利于發動機實現冷啟動。
本發明的高效低排放的甲醇發動機結構簡單，成本低，同時相比于現有的甲醇發 動機，效率更高，且排放性能好，適合石油能源日益枯竭的今天推廣使用。
權利要求
1. 一種高效低排放的甲醇發動機，包括內部設置有活塞的氣缸體和蓋在氣缸體上的氣缸蓋，所述氣缸蓋上設置有火花塞及連接進氣管的進氣門和連接排氣管的排氣門，其特征是所述活塞頭部的表面設置有成分為用于重整甲醇的催化劑的涂層。
2、 根據權利要求l所述的甲醇發動機，其特征是所述用于重整甲醇的催化劑為銅鋅鎳A會 a五o
3、 根據權利要求2所述的甲醇發動機，其特征是所述銅鋅鎳合金中銅、鋅、鎳三種成 分的摩爾比為5: 4: 1。
4、 根據權利要求1或2或3所述的甲醇發動機，其特征是所述活塞頭部表面設置有凸出 的條狀或柱狀結構。
5、 根據權利要求1或2或3所述的甲醇發動機，其特征是所述進氣門和排氣門為耐醇的 材料制成。
6、 根據權利要求5所述的甲醇發動機，其特征是所述耐醇的材料為X45CrSi9-3合金鋼。
7、 根據權利要求l所述的甲醇發動機，其特征是所述用于重整甲醇的催化劑為含微量 鈀的氧化鋅。
8、 根據權利要求l所述的甲醇發動機，其特征是所述用于重整甲醇的催化劑為氧化 銅、氧化鋅和氧化鉻三者的混合物。
9、 根據權利要求1或2或3或7或8所述的甲醇發動機，其特征是該甲醇發動機還設置有 甲醇預熱裝置或利用汽油燃料啟動的裝置。
全文摘要
本發明的目的是提出一種高效低排放的甲醇發動機。本發明的高效低排放的甲醇發動機，包括內部設置有活塞的氣缸體和蓋在氣缸體上的氣缸蓋，所述氣缸蓋上設置有火花塞及連接進氣管的進氣門和連接排氣管的排氣門，特別是所述活塞頭部的表面設置有成分為用于重整甲醇的催化劑的涂層。所述用于重整甲醇的催化劑可以為銅鋅鎳合金等，本發明的高效低排放的甲醇發動機結構簡單，成本低，同時相比于現有的甲醇發動機，效率更高，且排放性能好，適合石油能源日益枯竭的今天推廣使用。
文檔編號F02D19/06GK101285437SQ200810028508
公開日2008年10月15日 申請日期2008年6月4日 優先權日2008年6月4日
發明者張小彬 申請人:奇瑞汽車股份有限公司